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氢循环系统市场规模多大?
http://www.qipei001.com 2021-03-03 14:14:34 高工氢电
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对于燃料电池发动机这个心脏来说,作为“血液”的氢气是否能高效循环反应,是动力能否顺畅输出的关键,而氢循环模块就像是一个“起搏器”,是氢燃料电池发动机的关键技术之一。

现阶段氢循环产品主要有氢气循环泵、氢气引射器等产品,系统厂家根据各自产品的设计需求,有单纯采用氢循环泵的,也有部分厂家采用氢气引射器,还有部分系统供应商并未采用氢气循环系统。

2020年国内氢循环系统有引射器和氢循环泵两种产品,其中氢循环泵是主流,引射器使用量有所增长。近期,高工产研氢电产业研究所(GGII)正式发布的《2021年中国氢电产业发展蓝皮书(1.0版)》显示,引射器的使用量约占氢循环系统出货量的11%左右。

从市场规模来看,2020年国内氢循环系统的市场规模预计为0.41亿元,同比2019年下降了63%,下降原因主要是出货量减少和氢循环泵价格的下降。

2019年国内氢循环泵主要由德国普旭供应,价格为3万元/台。2020年,随着国内氢循环部件供应商东德实业、苏州瑞驱、浙江宏昇的市场放量增加,氢循环部件的国产市场占有率大增的同时,也推动价格的大幅下滑,2020年氢循环泵的价格已经降到1-2万元/台之间。

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从布局氢循环的企业来看,在过去的一年里,国内氢循环企业迅速上量,已经通过产品的性价比和服务的快捷及时取代了国外产品的主导地位,随着氢循环部件国产化替代的加速,2020年,此前一直在国内占据主导地位的德国普旭基本退出国内市场。

从2020年开始,一批优秀的氢循环部件企业在推动氢燃料电池关键部件的国产化进程中起到重要作用。

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按照技术路线的不同,国内企业涉足氢气循环泵的还有东德实业、瑞驱电动、雪人股份、汉钟精机、南方德尔、济南思明特、浙江恒友、伯肯子公司北京兰天达等;而涉足引射器的公司则主要有鸾鸟电气、浙江宏昇、未势能源等企业。

资料显示,成立于2017年的东德实业,是国内最早专注于氢燃料电池关键零部件空气压缩机和氢气循环泵产品的企业之一。2019年,东德实业的氢气循环泵产品就开始对外销售,目前已经服务了30多家国内外客户,在国内的市场占有率较高。

而过去的一年里,引射器作为氢循环模块的重要路线取得了较大的突破,特别是在实际应用过程中得到市场的认可,鸾鸟电气、浙江宏昇和未势能源等企业的产品开始投向市场。

鸾鸟电气的引射器额定功率引射范围在10%-100%,已经获得国内多家燃料电池系统厂商的青睐,后续将进入这些系统企业进行匹配验证,目前公司已经具备2000台/年的制造能力。

“浙江宏昇开发的引射器适用于30-110kW的燃料电池系统,可与共轨喷氢阀串联,达到2.0额定引射当量比。”浙江宏昇总经理白金歌表示,公司已经开发出不同系列的引射器产品,满足不同客户的需求,目前已经实现对国内系统厂商供货。

与此同时,国内的燃料电池系统公司也在自主研发生产氢气引射器,多家企业已经取得了重要进展,未势能源就是其中的突出代表。

2020年11月,未势能源展示了精准匹配正向开发的“比例电磁阀+单引射器”的氢循环模块,可有效弥补引射器的上述缺点,提升引射器性能效率,改善燃料电池内部湿度分布,成功解决“卡脖子”难题,实现燃料电池发动机关键细分领域新产品技术攻关突破。

从技术路线来看,2020年国内出现部分引射器和氢喷联合的技术路线,同时在氢能重卡领域,则出现引射器联合氢泵的技术路线。不同技术路线的选择主要取决于氢燃料电池的应用场景,而当下处于主导地位的氢循环泵路线正面临引射器的挑战。

从工作原理来看,燃料电池系统中的氢气引射器主要依靠其特殊结构设计来吸入电堆内未反应完的氢气,将其与新供给的氢气汇合一起,形成较大的氢气流量,重新供给电堆。

相比于氢气循环泵,引射器无移动部件、结构简单、运行可靠,而且无寄生功率,是实现燃料电池氢气循环利用的理想装置。

“引射器最大优势在于节省能耗,并且引射器的体积能做到氢气循环泵的三分之一,但实际成本还不到氢气循环泵一半。”鸾鸟电气总经理陆路明表示,无论是从体积空间占比还是成本来看,引射器都具有独到的优势。

不过,任何一种技术的发展并非一帆风顺,就引射器而言,也存在需要解决的问题。

引射器在低功率负载下引射效果不佳。为弥补这一缺陷,从而能够覆盖PEMFC系统的全部工作区间,国内外都在探索采用增加引射器移动部件或采用引射器与循环泵并联的方法实现上述设计目标。

高工氢电还了解到,当下除了专业的氢循环模块供应商,国内包括清能股份、武汉泰歌在内的等多家燃料电池系统厂商也在布局氢循环模块领域,并且押注引射器市场。清能股份的引射器就已经应用在自家多款燃料电池发动机上,并实现装车运营。业界很看好引射器未来作为氢循环部件的发展前景,2021年市场份额有望进一步提升。

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